KR20140041114A - 터치 패널 - Google Patents

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KR20140041114A
KR20140041114A KR1020120108094A KR20120108094A KR20140041114A KR 20140041114 A KR20140041114 A KR 20140041114A KR 1020120108094 A KR1020120108094 A KR 1020120108094A KR 20120108094 A KR20120108094 A KR 20120108094A KR 20140041114 A KR20140041114 A KR 20140041114A
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Abstract

본 발명은 터치 패널에 관한 것이다. 본 발명에 따른 터치 패널은 기판 상에 상호 이격되어 형성되는 복수개의 감지전극 패턴; 및 상기 복수개의 감지전극 패턴을 전기적으로 상호 연결하는 메탈 브리지;를 포함하고, 상기 메탈 브리지의 단부가 상기 기판의 면을 기준으로 하여 수직으로 형성되거나, 또는 수직에서 소정의 각도 이내로 기울어져 형성된다.

Description

터치 패널{TOUCH PANEL}
본 발명은 터치 패널에 관한 것으로, 보다 상세하게는 시인성을 향상시킨 터치 패널에 관한 것이다.
개인 휴대 정보 단말기(PDA: personal digital assistants), 노트북 컴퓨터, OA 기기, 의료기기 또는 카 네비게이션 시스템 등의 전자기기에서는, 이들 디스플레이에 입력수단(포인팅 디바이스: pointing device)을 함께 구비하기 위한 터치 패널이 널리 이용되고 있다. 대표적인 터치 패널에는 저항막 방식, 전자 유도 방식, 광학식 등 외에도 정전용량 방식(capacitive type)이 알려져 있다.
일반적으로 정전용량방식은 아날로그 방식과 디지털 방식으로 나뉜다.
아날로그 방식은 센서전극이 시트(Sheet)형태의 전극으로 센싱 동작 영역 내 패턴이 필요 없는 반면, 디지털 방식은 센싱 동작 영역 내 센서용 전극의 패턴이 필요하다. 이러한 디지털 방식에 있어서, 용량성 터치 패널은 터치 위치가 확인될 수 있는 기초된 전류를 유도하기 위하여 인체의 정전기(electrostatics)와 투명 전극 사이에서 유발된 정전용량(capacitance)의 변화를 채용한다. 예를 들어, 손가락 또는 첨필(stylus)이 터치 패널을 터치한 위치를 검출하기 위하여, 다양한 용량성 터치 패널 기술들이 개발되고 있다.
하나의 예로서 미국 등록번호 6,970,160은 터치 감각면(touch-sensitive surface) 상의 터치 위치를 검출하기 위한 격자형 터치 센싱 시스템(lattice touch-sensing system)을 개시하고 있다. 상기 격자형 터치 센싱 시스템은 절연물질로 분리된 두 개의 용량성 센싱층(capacitive sensing layer)을 포함할 수 있고, 상기 각 층은 실질적으로 평행한 전도성 요소들(conducting elements)로 이루어지고, 상기 두 센싱 층의 전도성 요소들은 서로 실질적으로 직교한다. 각 요소는 협소한 용량성 정사각 스트립(narrow conductive rectangular strips)으로 서로 연결된 일련의 다이아몬드 형상의 패치로 구성될 수 있다. 주어진 센싱 층의 각 전도성 요소는 일단 또는 양단에서 대응되는 리드 라인(lead line) 세트의 리드 라인과 전기적으로 연결된다. 제어 회로가 또한 포함될 수 있으며, 상기 제어 회로는 여기 신호(excitation signal)를 상기 대응되는 리드 라인 세트를 통하여 전도성 요소들의 양 세트에 제공하고, 표면상에 터치가 발생되는 경우 센서 요소들로부터 발생되는 센싱 신호(sensing signal)를 수신하며, 각 층에서의 감지되는 위치에 기초하여 상기 터치의 위치를 결정한다.
상기와 같은 정전용량방식은 두 개의 용량성 센싱층(capacitive sensing layer)을 포함하는 구성으로 대부분 이루어지는데, 상기 두 개의 용량성 센싱층은 상기 층들 사이의 용량성 효과(capacitive effect)를 가져오기 위해 절연 물질로 상호 공간을 두고 형성된다. 이러한 구성은 패널의 구조를 아주 두꺼워지도록 하며, 결과적으로 소형화에 역행하게 된다. 더욱이, 종래의 용량성 터치 패널은 두 개의 용량성 센싱층이 각각 형성되는 양 표면 상의 기판(substrate)을 포함한다. 이러한 점에서, 스루 홀(through holes)들이 바이어스(vias)로 역할하도록 기판상에 형성되어야 하며, 회로층 형성(circuit layering)이 상기 센싱층들의 컨덕터 요소(conductor elements)를 적절히 연결하기 위하여 채용되어야 한다. 이것은 용량성 터치 패널의 제조를 어렵고 복잡하게 한다.
따라서, 이와 같은 문제점에 대응하고자 두 개의 용량성 센싱층을 하나로 줄이기 위한 기술들이 사용되고 있으며, 최근에는 이와 같은 구성을 위하여 센싱층(감지전극 패턴층)을 하나의 층으로 구성하고, 각 센싱층(감지전극 패턴층) 간에는 메탈 브리지를 통하여 상호 연결하는 방법이 사용되고 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 터치패널 단면도로서, 각 센싱층(감지전극 패턴층)을 상호 연결하기 위한 터치 패널의 메탈 브리지의 단면을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하여 종래의 터치패널을 설명하기로 한다.
도 1의 a에 도시된 바와 같이 투명 윈도우(110) 상에 메탈 브리지를 형성하기 위한 금속 또는 비금속 재료(140)를 형성하고, 상기 재료(140)의 에칭 가공을 위하여 상기 재료(140)의 상부에는 포토레지스트(Photoresist: 155)를 형성한다.
이후, 도 1의 b에 도시된 바와 같이 에칭 공정을 통하여 메탈 브리지(150)를 형성한다.
이와 같은 에칭이 이루어지면 일반적으로 상기 메탈 브리지(150)의 단부가 수직 구조로 형성되지 않으므로, 메탈 브리지(150)가 사다리꼴 형태, 역사다리꼴 형태, 오목 또는 볼록 형상으로 형성된다. 이는 상기 재료(140)가 단층 구조인 경우에는 언더 컷(under cut) 현상 때문이며, 다층 구조인 경우에는 각 층을 이루는 금속 간의 에칭 속도의 차이로 인한 것이다.
그러므로, 종래에는 메탈 브리지(150)의 단부의 차이(L)가 발생하여 메탈 브리지의 단부가 투명 윈도우와 이루는 각도가 70°까지 이르게 되므로, 외부의 빛이 상기 메탈 브리지(150)에 반사되어 터치 패널의 시인성이 저하되는 문제점이 있었다.
본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 터치 패널에서 감지전극 패턴을 전기적으로 상호 연결하는 메탈 브리지의 단부를 기판의 면을 기준으로 하여 수직으로 형성되거나, 또는 수직에서 소정의 각도 이내로 기울어져 형성되도록 함으로써, 메탈 브리지의 단부에 의하여 외부의 빛이 반사되지 않도록 하여 터치 패널의 시인성을 향상시키고자 한다.
전술한 문제를 해결하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 터치 패널은, 기판 상에 상호 이격되어 형성되는 복수개의 감지전극 패턴; 및 상기 복수개의 감지전극 패턴을 전기적으로 상호 연결하는 메탈 브리지;를 포함하고, 상기 메탈 브리지의 단부가 상기 기판의 면을 기준으로 하여 수직으로 형성되거나, 또는 수직에서 소정의 각도 이내로 기울어져 형성된다.
본 발명의 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 메탈 브리지는 상기 단부가 제1 각도로 기울어진 제1 단부와, 제2 각도로 기울어진 제2 단부로 구성된다.
본 발명의 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 메탈 브리지는 상기 기판 측을 향하는 제1 면과 상기 제1 면에 대향하는 제2 면 중에서, 어느 하나의 면의 길이와 나머지 하나의 면의 길이의 비율이 1: 1 내지 1:1.2 로 구성된다.
본 발명의 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 소정의 각도는 0 내지 35°이다.
본 발명의 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 메탈 브리지는 복수개의 금속층으로 구성된다.
본 발명의 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 복수개의 금속층은 전극 배선층 및 흡광 금속층을 포함하여 구성된다.
본 발명의 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 메탈 브리지는 상기 기판의 일면에 형성되고, 상기 복수개의 감지전극 패턴은 상기 메탈 브리지의 상면에 형성된다.
본 발명의 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 복수개의 감지전극 패턴은 상기 기판의 일면에 형성되고, 상기 메탈 브리지는 상기 복수개의 감지전극 패턴의 상면에 형성된다.
본 발명의 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 메탈 브리지는 상기 기판을 기준으로 한 상면이 원형, 타원형 또는 복수개의 라인형으로 형성된다.
본 발명에 따르면 터치 패널에서 감지전극 패턴을 전기적으로 상호 연결하는 메탈 브리지의 단부를 기판의 면을 기준으로 하여 수직으로 형성되거나, 또는 수직에서 소정의 각도 이내로 기울어져 형성되도록 함으로써, 메탈 브리지의 단부에 의하여 외부의 빛이 반사되지 않도록 하여 터치 패널의 시인성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 터치패널 단면도이다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 터치 패널을 설명하기 위한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 터치 패널의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 터치 패널의 단면도이다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 터치 패널의 상면도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 바람직한 본 발명의 일실시예에 대해서 상세히 설명한다. 다만, 실시형태를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 도면에서의 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기를 의미하는 것은 아니다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 터치 패널을 설명하기 위한 단면도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 터치 패널을 설명하기로 한다.
본발명의 일실시예에 따르면 도 2에 도시된 바와 같이, 기판(210) 상에 포토레지스트(Photoresist: 220)를 형성하고, 금속 재료를 도포하여 금속 재료층(230)을 형성한다. 이때, 상기 금속 재료층(230)은 단층으로 구성되거나 또는 복수개의 재료를 이용하여 구성되는 복층으로 구성될 수 있다. 한편, 상기 기판(210)은 PET(polyethylene terephthalate resin), PC(polycarbonate), PMMA(polymethyl methacrylate), TAC(triacetate cellulose) 및 PES(polyether sulfone) 중 어느 하나로 구성된다.
이후, 상기 포토레지스트(220)를 제거하여 도 3에 도시된 바와 같이 메탈 브리지(235)를 형성한다. 이때, 상기 금속 재료층(230)을 복층으로 구성한 경우에는, 도 3의 b에 도시된 바와 같이 메탈 브리지(235)가 복수개의 금속층으로 구성된다. 예를 들어, 메탈 브리지(235)가 3개의 층으로 구성된 경우에는, 도 3의 b에서와 같이 메탈 브리지(235)의 제1 금속층이 흡광 금속층(231), 제2 금속층이 전극 배선층(232), 제3 금속층이 흡광 금속층(233)으로 구성될 수 있다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 포토레지스트(220)를 형성 및 제거하여 메탈 브리지(235)를 형성하면, 메탈 브리지(235)의 단부가 상기 기판(210)의 면을 기준으로 하여 수직에 가깝게 형성된다.
즉, 도 4에 도시된 바와 같이 메탈 브리지(235)의 단부가 상기 기판(210)의 면을 기준으로 하여 수직으로 형성되거나, 또는 수직에서 소정의 각도(θ) 내에서 기울어져 수직에 가깝도록 형성된다.
예를 들어, 도 4의 a 또는 c에 도시된 바와 같이 기판(210)의 면에 대하여 수직을 기준으로 하여 소정의 각도(θ)가 기울어지도록 메탈 브리지(235)의 단부가 형성될 수 있다.
이때, 상기 메탈 브리지(235)가 기울어진 소정의 각도(θ)는 0°내지 35°로 형성된다. 상기의 각도의 범위를 벗어나는 경우에는 메탈 브리지(235)의 단부에 외부의 빛이 반사되어 사용자의 눈에 메탈 브리지(235)가 시인되나, 이 각도의 범위를 벗어나지 않는 경우에는 메탈 브리지(235)의 단부에 외부의 빛이 반사되지 않으므로 터치 패널의 사용시 시인성이 향상된다.
또한, 본 발명의 또 다른 일실시예에서는 메탈 브리지(235)의 제1 면과 제2면의 길이의 비율이 소정의 범위 내에 해당하도록 구성될 수 있다.
즉, 도 4의 b에 도시된 바와 같이, 메탈 브리지(235)에서 기판(210) 측을 향하는 면을 제1 면이라고 하고, 상기 제1 면에 대향하는 면을 제2 면이라고 하였을 때, 상기 제1 면의 길이(L1)와 제2 면의 길이(L2)가 1: 1 내지 1:1.2 로 구성될 수 있다. 상기와 같이 제1 면의 길이(L1)와 제2 면의 길이(L2)가 일정한 비율의 범위 내에 속하도록 구성되면, 메탈 브리지(235)의 단부가 상기 기판(210)의 면을 기준으로 하여 수직에 가깝게 형성되므로, 메탈 브리지(235)가 외부의 빛을 반사하지 않는다.
한편, 메탈 브리지(235)를 복층의 금속 재료로 구성하는 경우에는 각 금속 재료의 에칭 속도가 다르므로, 도 4의 c 또는 d에 도시된 바와 같이, 메탈 브리지(235)의 단부가 기판(210)의 면을 기준으로 하였을 때 각각의 다른 각도를 가지도록 형성되며, 이때, 상기 각도(θ)는 0°내지 35°로 형성된다.
즉, 메탈 브리지(235)의 단부가 제1 각도로 기울어진 제1 단부(236)와, 제2 각도로 기울어진 제2 단부(237)로 구성될 수 있다.
이와 같이, 상기 제1 단부(236)와 제2 단부(237)는 각각 상기 기판의 면을 기준으로 하여 수직으로 형성되거나, 수직에서 소정의 각도 이내로 기울어지도록 구성하면, 메탈 브리지(235)가 외부의 빛을 반사하지 않는다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 터치 패널의 단면도이다.
본 발명의 일실시예에 따르면 도 5에 도시된 바와 같이, 상기와 같이 형성된 메탈 브리지(235)와 감지전극 패턴(250)을 형성하고, 상기 메탈 브리지(235) 상에는 절연체(240)와 감지전극 패턴(270)을 형성하여 터치 패널을 구성한다.
한편, 상기 감지전극 패턴(250, 270)은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ZnO(Zinc Oxide), 탄소 나노 튜브 (CNT; carbon nano tube), 은 나노-와이어 (Ag Nano wire), 전도성 폴리머, 및 그래핀(Graphene) 중에서 어느 하나로 구성된다.
도 6은 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 터치 패널의 단면도로서, 도 6은 감지전극 패턴을 기판 상에 형성하고 그 상부에 메탈 브리지를 형성하여 구성한 터치 패널의 실시예이다.
도 6에 도시된 바와 같이 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 터치 패널은, 기판(210) 상에 감지전극 패턴(250, 260)을 형성하고, 감지전극 패턴(250, 260)의 상부에는 절연체(240)를 형성한다.
메탈 브리지(235)는 상기 절연체(240)의 상부에 형성한다. 이때, 메탈 브리지(235)의 단부가 상기 기판(210)의 면을 기준으로 하여 수직으로 형성되거나, 수직에서 일정 범위의 각도(θ) 내에서 기울어지도록 형성된다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 터치 패널의 상면도이다.
본 발명의 또 다른 일실시예에 따르면, 터치 패널을 상부에서 바라보았을 때, 도 7에 도시된 바와 같이 메탈 브리지(235)가 막대형으로 구성되거나, 도 8에 도시된 바와 같이 메탈 브리지(235)가 속이 빈 타원형(235)으로 구성되거나, 도 9에 도시된 바와 같이 메탈 브리지(235)가 상호 마주보는 복수개의 라인 형태로 구성되는 경우에도, 메탈 브리지(235)의 단부가 기판의 면을 기준으로 하여 수직으로 형성되거나, 또는 수직에서 소정의 각도 이내로 기울어져 형성된다.
상기의 도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같이 터치 패널의 메탈 브리지(235)가 수직 또는 수직에서 소정의 각도 이내로 기울어져 형성되면, 메탈 브리지(235)의 단부에 의하여 외부의 빛이 반사되지 않으므로, 터치 패널의 시인성을 향상시킬 수 있다.
전술한 바와 같은 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였다. 그러나 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능하다. 본 발명의 기술적 사상은 본 발명의 전술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
210: 기판
220: 포토레지스트
230: 금속 재료층
235: 메탈 브리지
236: 제1 단부
237: 제2 단부
240: 절연체
250, 260: 감지전극 패턴

Claims (9)

  1. 기판 상에 상호 이격되어 형성되는 복수개의 감지전극 패턴; 및
    상기 복수개의 감지전극 패턴을 전기적으로 상호 연결하는 메탈 브리지;
    를 포함하고,
    상기 메탈 브리지의 단부가 상기 기판의 면을 기준으로 하여 수직으로 형성되거나, 또는 수직에서 소정의 각도 이내로 기울어져 형성되는 터치 패널.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 메탈 브리지는,
    상기 단부가 제1 각도로 기울어진 제1 단부와, 제2 각도로 기울어진 제2 단부로 구성되는 터치 패널.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 메탈 브리지는,
    상기 기판 측을 향하는 제1 면과 상기 제1 면에 대향하는 제2 면 중에서, 어느 하나의 면의 길이와 나머지 하나의 면의 길이의 비율이 1: 1 내지 1:1.2 로 구성되는 터치 패널.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 소정의 각도는,
    0 내지 35°인 터치 패널.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 메탈 브리지는,
    복수개의 금속층으로 구성되는 터치 패널.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 복수개의 금속층은,
    전극 배선층 및 흡광 금속층을 포함하는 터치 패널.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 메탈 브리지는,
    상기 기판의 일면에 형성되고,
    상기 복수개의 감지전극 패턴은,
    상기 메탈 브리지의 상면에 형성되는 터치 패널.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수개의 감지전극 패턴은,
    상기 기판의 일면에 형성되고,
    상기 메탈 브리지는,
    상기 복수개의 감지전극 패턴의 상면에 형성되는 터치 패널.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 메탈 브리지는,
    상기 기판을 기준으로 한 상면이 원형, 타원형 또는 복수개의 라인형으로 형성되는 터치 패널.
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